海因里希·海涅杜塞尔多夫大学 两个含有碳纳米颗粒的CD34+干细胞(彩色洋红色)；细胞核呈蓝色
研究人员发现纳米粒子被包裹在细胞溶酶体中
荣誉:HHU /斯特凡·法班德 碳纳米粒子在生物医学应用中是一种很有前途的工具，例如，将生物活性化合物靶向输送到细胞中
HHU杜塞尔多夫海因里希·海涅大学物理、医学和化学系的一组研究人员现在已经研究了这些粒子是否对生物体有潜在的危险，以及一旦它们被整合后细胞如何应对它们
这项跨学科研究的发现刚刚发表在《科学报告》杂志上
纳米粒子小于五纳米——一纳米等于百万分之一毫米——这大约相当于大分子的大小
这样的微小颗粒很容易被身体细胞吸收
这个特性有两个方面
首先，它使纳米粒子成为一种很好的载体，可以将附着在纳米粒子上的各种化合物或物质以靶向的方式输送到正常的患病细胞中
另一方面，它们也可能造成健康风险，例如与颗粒物有关的风险
颗粒物产生的方式之一是在燃烧过程中，其中一部分可以归类为纳米粒子
这些极小的颗粒可以克服血液-空气屏障并穿透身体:肺部的支气管粘膜不会过滤掉颗粒
相反，它们进入肺泡，并从那里进入血液
HHU实验凝聚态物理研究所的研究人员与化学系的工作组一起，在教授的指导下
医生
托马斯·海因策尔，血液病、肿瘤学和临床免疫学系，在教授的指导下工作
医生
雷纳·哈斯现在已经研究了当身体细胞吸收这种纳米粒子时会发生什么
研究人员使用石墨烯制成的纳米粒子；这是一种特殊形式的碳，由二维六角形碳环层组成
他们将这些细胞添加到特殊的造血干细胞中，称为CD34+干细胞
这些细胞对破坏性的环境影响特别敏感，因为它们一生都有分裂的能力
假设这些细胞比其他更强健的细胞类型更容易被纳米粒子破坏——如果有的话
位于杜塞尔多夫的跨学科研究小组能够证明碳纳米颗粒进入细胞，并被包裹在一种叫做溶酶体的特殊细胞器中
溶酶体是身体的一种废物清除单位，异物在这里聚集，通常在酶的帮助下被分解
然而，研究人员在持续了几天的实验中没有观察到任何这样的过程
当比较添加和不添加纳米粒子的干细胞的活性基因(“基因表达”)时，研究人员发现总共20800个记录的表达中只有一个发生了变化；在另外1，171个基因表达中确定了微小的影响
教授
海因策对这一发现有这样的评价:“将纳米颗粒封装在溶酶体中，可以确保这些颗粒至少在实验期间安全储存几天，并且不会损伤细胞
这意味着细胞在基因表达没有任何重大变化的情况下仍然存活
“如果要用纳米粒子将药物输送到细胞中，这种洞察力是很重要的
这里使用的实验框架不允许任何关于细胞突变导致癌症的概率增加的长期声明
这项研究是在HHU数学和自然科学学院、医学院和杜塞尔多夫大学医院的密切合作下进行的
杜塞尔多夫肿瘤学院(由教授领导
医生
塞巴斯蒂安·韦塞尔博格)资助了第一作者斯特凡·法班德的博士奖学金
教授
哈斯说:“医院和大学的临近以及它们在内容上的密切联系为HHU提供了一个特别富有成果的转化研究环境，在这里基础研究的见解和专业知识与治疗相关的方面相结合
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